آیا باتری های لیتیومی به سیستم مدیریت (BMS) نیاز دارند؟

یک بسته باتری را می توان با اتصال چندین باتری لیتیومی به صورت سری تشکیل داد که نه تنها می تواند انرژی بارهای مختلف را تامین کند، بلکه می تواند به طور معمول با یک شارژر منطبق شارژ شود.باتری های لیتیومی برای شارژ و دشارژ به هیچ سیستم مدیریت باتری (BMS) نیاز ندارند.پس چرا تمام باتری های لیتیومی موجود در بازار با BMS اضافه می شوند؟پاسخ ایمنی و طول عمر است.

سیستم مدیریت باتری BMS (سیستم مدیریت باتری) برای نظارت و کنترل شارژ و دشارژ باتری های قابل شارژ استفاده می شود.مهمترین عملکرد یک سیستم مدیریت باتری لیتیومی BMS این است که اطمینان حاصل شود که باتری در محدوده کارکرد ایمن باقی می ماند و در صورتی که هر باتری شروع به فراتر رفتن از حد شود، اقدام فوری انجام دهد.اگر BMS تشخیص دهد که ولتاژ خیلی کم است، بار را قطع می کند و اگر ولتاژ خیلی زیاد است، شارژر را قطع کنید.همچنین بررسی می‌کند که هر سلول در بسته دارای ولتاژ یکسانی باشد و هر سلولی را که بالاتر از سلول‌های دیگر باشد کاهش می‌دهد.این تضمین می کند که باتری به ولتاژهای خطرناک بالا یا پایین نمی رسد - که اغلب علت آتش سوزی باتری لیتیومی است که در اخبار مشاهده می کنیم.حتی می تواند دمای باتری را کنترل کند و قبل از اینکه خیلی داغ شود و آتش بگیرد بسته باتری را جدا کند.بنابراین، سیستم مدیریت باتری BMS به جای اینکه صرفاً به یک شارژر خوب یا عملکرد صحیح کاربر تکیه کند، باتری را محافظت می کند.

چرا باتری های سرب اسید (AGM، باتری های ژل، چرخه عمیق و غیره) به سیستم مدیریت باتری نیاز ندارند؟اجزای باتری های سرب اسیدی کمتر قابل اشتعال هستند و در صورت بروز مشکل در شارژ یا دشارژ، احتمال آتش گرفتن آنها بسیار کمتر است.اما دلیل اصلی به رفتار در هنگام شارژ کامل باتری مربوط می شود.باتری های سرب اسید نیز از سلول هایی ساخته شده اند که به صورت سری به هم متصل شده اند.اگر یک سلول کمی بیشتر از سلول های دیگر شارژ شود، تنها اجازه عبور جریان را می دهد تا زمانی که سلول های دیگر کاملاً شارژ شوند، در حالی که به خودی خود ولتاژ معقولی را حفظ می کند و غیره.به این ترتیب، باتری سرب اسیدی در هنگام شارژ شدن، "خود متعادل می شود".

باتری های لیتیومی متفاوت هستند.الکترود مثبت باتری لیتیومی قابل شارژ بیشتر از مواد یون لیتیوم است.اصل کار آن مشخص می کند که در طول فرآیند شارژ و تخلیه، الکترون های لیتیومی بارها و بارها به دو طرف الکترودهای مثبت و منفی می روند.اگر اجازه داده شود ولتاژ تک سلولی بالاتر از 4.25 ولت باشد (به جز باتری های لیتیومی ولتاژ بالا)، ساختار میکرو متخلخل آند ممکن است فرو بریزد، ماده کریستالی سخت ممکن است رشد کند و باعث اتصال کوتاه شود و سپس دما به سرعت افزایش می یابد. ، که در نهایت منجر به آتش سوزی می شود.هنگامی که یک سلول لیتیومی به طور کامل شارژ می شود، ولتاژ به طور ناگهانی افزایش می یابد و می تواند به سرعت به سطوح خطرناک برسد.اگر ولتاژ یک سلول در بسته باتری از سلول های دیگر بیشتر باشد، این سلول در طول فرآیند شارژ ابتدا به ولتاژ خطرناک می رسد و ولتاژ کلی بسته باتری در این زمان به مقدار کامل نرسیده است، شارژر شارژ را متوقف نکنبنابراین، اولین سلولی که به ولتاژ خطرناک می رسد، خطر ایمنی را به همراه دارد.بنابراین، کنترل و نظارت بر ولتاژ کلی بسته باتری برای شیمی مبتنی بر لیتیوم کافی نیست، ولتاژ هر سلول جداگانه که بسته باتری را تشکیل می دهد باید توسط BMS بررسی شود.

در یک مفهوم محدود، سیستم مدیریت باتری BMS برای محافظت از بسته های باتری بزرگ استفاده می شود.کاربرد معمولی باتری های لیتیوم آهن فسفات است که عملکردهای محافظتی مانند شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد، جریان بیش از حد، اتصال کوتاه و تعادل سلولی دارند.پورت های ارتباطی، گزینه های ورودی و خروجی داده و سایر عملکردهای نمایش مورد نیاز است.به عنوان مثال، رابط ارتباطی BMS شخصی سازی شده حرفه ای Xinya به شرح زیر است.

در یک مفهوم گسترده، یک برد مدار حفاظتی (PCB)، که گاهی اوقات PCM (ماژول مدار حفاظتی) نامیده می شود، یک سیستم مدیریت باتری ساده BMS است.معمولا برای بسته های باتری کوچک استفاده می شود.معمولاً برای باتری های دیجیتال مانند باتری تلفن همراه، باتری دوربین، باتری GPS، باتری لباس گرمایشی و غیره استفاده می شود. تخلیه بیش از حد، جریان بیش از حد و اتصال کوتاه.برخی از باتری ها نیز ممکن است به PTC و NTC نیاز داشته باشند.

بنابراین، برای اطمینان از ایمنی و عمر طولانی بسته های باتری لیتیومی، یک سیستم مدیریت باتری BMS با کیفیت قابل اعتماد واقعا مورد نیاز است.